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时代需要回溯传统

2023-05-10金磊

中华瑰宝 2023年5期
关键词:木结构木材传统

在中国广袤无垠的大地上,虽历经千载演进,至今仍矗立着大量优秀建筑的遗存,其中木结构发挥了神奇的作用。如今,现代建筑仍应体现木结构建筑传统,延续其荣光。

最有新生力的建筑体系

建筑学家梁思成曾言:“中国建筑是一种土生土长的构建系统,它在中国文明萌生时期即已出现,其后不断得到发展。它的特征性形式是立在砖石基座上的木骨架即木框架,上面有带挑檐的坡屋顶。木框架的梁柱间,可筑以幕墙。”他认为中国建筑是世界上“最古老,最长寿,最有新生力的建筑体系”,倡导中国的现代建筑也应体现自身传统。

在世界传统建筑体系中,中国木结构建筑发源较早,且发展成熟。从原始社会时期开始,先民们即已使用木材盖房,以木架构为主干,墙体作为围护结构。唐代至明清时期,中国传统建筑多为土木结构,传统木结构营造技艺已形成标准化的体系。不论技术细节还是文化溯源,中国传统木结构建筑均领先于世界。建筑师李云鉌说,中国建筑发展木结构体系的主因在于用柱网框架技术突破了木结构之不足,在设计思想上确认其形式的完善及合理性。

尽管木质材料不易于长久留存,但中国木建筑仍具有顽强的生命力。至今尚存的巍巍壮观的中国十大传统木结构建筑为:山西五台山南禅寺大殿(重建于782年)和佛光寺大殿(重建于857年)、山西平遥镇国寺大殿(963年)、福建福州华林寺大殿(964年)、河北涞源阁院寺文殊殿(966年)、天津蓟州区独乐寺山门(984年)和观音阁(984年)、浙江余姚保国寺大殿(1013年)、辽宁锦州义县奉国寺(1020年)、江苏苏州虎丘灵岩寺二山门(重建于1338年)。这十座千年古刹建筑,无论从规制还是用材方面来看,都可以称得上是传统木结构建筑杰作,具有重要的科学、美学、历史及文化价值。

“生克自然”的韧性智慧

传统木结构建筑取材于自然,常以原木和方木为构件,形式可分为抬架式和穿斗式等,具有良好的稳定性和抗震性。我们的祖先在一次次成功与失败中,创造出和谐共生的空间,营造了“以柔克刚”的建筑体系,体现了“生克自然”的韧性智慧。

古建筑学家罗哲文早在30年前就撰文谈及天津蓟州区独乐寺观音阁的抗震性能,总结出与木结构相关的成就是:其一,梁架用材尺度得当。他说当年梁思成为观音阁五架梁做过静荷载等计算,称其“宛如曾经精密计算而造者”,由于用材合理,结构本身不过重,所以可经得住风暴与地震波。其二,柱网布置全局一体。观音阁有外檐柱18根、内檐柱10根,构成双层圈柱平面,平面布置与高度比例都是稳定的。其三,柱子侧脚起到稳定作用。将建筑物两侧的柱子柱脚向外侧出,柱头向里收,这种做法在《营造法式》中已被明确为一种标准制度。其四,榫卯结合成整体,但又不死固。观音阁的斗、拱、昴、枋等构件均具有承载的能力,与梁、柱、檀等结合成整体,遇强大震动,所有榫卯均可相应活动,使全阁处于韧性状态,不至折断。

木材(也包括竹子、荆条、藤草等)具有柔韧、质轻、耐震性能高等优点,可最大限度与当地环境相适应,与当今时代的可持续发展理念正相契合。作为木结构建筑重要部件的斗拱,不但起着荷载及装饰的作用,还具有“减震器”的功能。由各种水平构件连接起来的“斗拱群”构成了一个整体性强大的“刚盘”,能够传递并消隐地震力量。

以建于1056年的山西应县木塔为例,据记载,应县木塔建成200年后,就遭受大地震,周边建筑倾倒,唯有木塔岿然不动。其抗震奥秘体现在:其一,木塔平面是规则的正八角形,有利于抵御地震波的扭曲破坏;其二,木塔内梁与柱的连接通过斗拱实现,二者的状态类似于半固结半活跃的状态,可使建筑承受较大弯矩;其三,木塔柱子间砌筑有厚实的墙体,“抱”住柱子,增加整体性;其四,塔周边有一圈柱廊,它们被水平构件连接成一个刚中带柔的整体。传统木结构建筑采用的榫卯连接法,有利于传递拉压力,增加咬合作用,从而减少整体结构的地震破坏响应,是抗震的关键。

传统木结构的现代应用

梁思成不仅是中国传统建筑保护的开拓者,也是中国20世纪建筑遗产研究的先驱。1956年在梁思成主持下,清华大学建筑系与中国科学院土木建筑研究所合作,开展了名为“中国近百年建筑”的专题研究,这是继中国营造学社20世纪30—40年代田野考察后的又一次创举。此次研究发现,北京十类近代建筑中均有中国木结构建筑的身影。

木材是建筑材料中的有机材料,尽管研究表明木材有易燃、不耐腐蚀、抗压力差,以及防水性、防虫性较差等劣势,但木材的性能现今可通过技术处理得到改善,木结构的结合与胶合技术都在进步之中。现代木结构建筑形式丰富,有轻型、胶合型、原木结构型。原木结构型以规格统一的原(圆)木、方木、胶合木堆叠而成,是集承重体系和维护结构为一体的结构体系,有木材与钢材、木材与混凝土、木材与玻璃的组合优势。

同时,木材显著的环保性和优越的可持续性,也成为当代建筑选择木结构的重要因素。2022年12月《中國现代木结构建筑发展研究报告》指出,发展木结构在绿色低碳、节能环保、防震减灾、工厂预制、施工高效等方面有优势,在提升人居环境品质等方面体现了关键策略。

如今,现代建筑中选用木结构已成为一种设计时尚。在欧美国家,现代木结构越来越普及。以加拿大为例,在“尽量使用木材”的社会呼声下,1986年温哥华世博会、2010年温哥华冬奥会,都从绿色环保角度选用木结构建筑。2021年12月动工的多伦多乔治布朗学院住宅楼,是典型的“工厂化木结构高层”,被视作“高层木建筑的发展方向”。目前,国内的木结构建筑应用也越来越多,木结构建筑体量也越做越大。湖南岳阳汨罗屈子书院和屈原博物馆的工程设计,融合现代建筑理念,充分体现了传统木结构建筑的价值和意义,屈子书院为我国目前最大体量穿斗式偶数开间的全木结构。四川成都天府国际会议中心借鉴了传统佛寺抬梁式结构、明堂等设计理念,其长430米、高32米、跨度16米的“天府之檐”木结构空间,是亚洲最大单体木结构建筑。2018年江苏园博会主场馆设计的最大亮点,就是采用了大跨度的木结构建筑形式,其大跨度与大体量在国内外建筑中都不多见。

民族志及民族档案文献的田野调查显示,木结构建筑在恢复乡村建设、保持乡土特色方面发挥着重要作用。事实上,传统与现代之间一直需要科学及文化意义上的联结,需要在韧性之思下形成适宜技术的“最佳实践”效果。2023年国际古迹遗址日主题是“变革中的文化遗产”,其鼓励世界各国研究传统历史建筑保护,在倡导遗产研究和保护实践中,在重视当代与未来中,发现面向低碳未来的包容性转型的潜力。

木材,是材料,更是技术;是设计方式,也是人文心态,它代表了东方匠心与一脉相承的文化。木结构从传统建筑走向现代建筑的时空对话,留给人们的不仅仅是千载木结构的坚韧品性,更有一番现代科技意义下的文化传承的守望精神。

金磊,北京市建筑设计研究院有限公司教授级高级工程师。

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